(57)【要約】本発明は、ワークステージ１０６を支持する板金ハウジングを備える、多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタ１００を提供する。ワークステージ１０６は、固定されるかまたはＸ、Ｙ、Ｚ軸に移動してよい。テレセントリックレンズ１０２は、ハウジングに正確に適合して整列配置される大きい視野を有する固定またはズーム倍率レンズである。高解像度デジタルカメラ１０３は、レンズ１０２上に搭載される。カメラ１０３からの出力は、視界計測アプリケーションソフトウェアを含むコンピュータシステム１０４に供給される。コンピュータシステム１０４は、タッチスクリーンまたは通常のモニタ１０１でもよいディスプレイ１０１を含む。プロフィールランプハウス１０５は、テレセントリックレンズ１０２の軸に平行光ビームを投入する。表面ランプハウス１０７は、テレセントリックレンズ１０２に反射するコンポーネントに光を投影する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
機械のパーツの寸法を測定して品質を検査するための多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）であって、
ａ）板金ハウジングによって支持されるワークステージ（１０６）、
ｂ）前記板金ハウジングに正確に適合して整列配置されるテレセントリックレンズ（１０２）、
ｃ）前記テレセントリックレンズ（１０２）上に搭載される高解像度デジタルカメラ（１０３）、
ｄ）視界計測アプリケーションソフトウェアを含むコンピュータシステム（１０４）、
ｅ）前記コンピュータシステムのディスプレイ（１０１）、
ｆ）前記テレセントリックレンズ（１０２）の軸に平行光ビームを投入するプロフィールランプハウス（１０５）、および
ｇ）前記テレセントリックレンズ（１０２）に反射するコンポーネントに光を投影する表面ランプハウス（１０７）、
を備える、多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）。
【請求項２】
前記ワークステージ（１０６）は、固定されるかまたはＸ、Ｙ、Ｚ軸に移動してよく、この移動は、前記テレセントリックレンズ（１０２）よりも大きい長尺または大型のパーツの検査を許容する、請求項１に記載の多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）。
【請求項３】
前記テレセントリックレンズ（１０２）は、より大きい視野を有する固定拡大倍率またはズーム倍率レンズである、請求項１に記載の多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）。
【請求項４】
前記デジタルカメラ（１０３）およびテレセントリックレンズ（１０２）は、ワンショットで前記パーツ全体の画像を取り込んで処理する、請求項１に記載の多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）。
【請求項５】
前記カメラ（１０３）から取り込まれる画像は、前記コンピュータシステム（１０４）に供給される、請求項１〜４のいずれか１項に記載の多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）。
【請求項６】
前記ディスプレイ（１０１）は、タッチスクリーンまたは通常のモニタでもよい、請求項１に記載の多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）。
【請求項７】
前記コンピュータシステム（１０４）は、モニタ上に画像を表示して、図面、パーツの公差を作り出し、パスまたはフェイル報告および統計的プロセス制御報告を生成するためにデータ処理を実行する、請求項１に記載の多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）。
【請求項８】
前記ワークステージ（１０６）の制御は、ユーザの手に直接則していて、ユーザに使いやすさおよび快適さを確実にして、高い生産性を達成する、請求項１に記載の多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）。
【請求項９】
前記プロジェクタ（１００）は、音響活性信号を提供して、プロセスの完了をオペレータに知らせる、請求項１に記載の多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、光学計測計器に関する。特に、本発明は、製造されたパーツの品質および寸法制御のための非接触光学検査に関する。
【背景技術】
【０００２】
プロフィールプロジェクタは、機械のパーツの製造中にそれらの寸法を測定して品質を検査するために用いる光学機器である。プロジェクタは、パーツの形状を拡大して、それをディスプレイスクリーン上に表示する。機械のパーツは、ワークステージ上に検査されるパーツを配置することにより測定される。パーツの非常に正確な拡大画像は、スクリーン上に示される。パーツの拡大画像は、機械により測定される。拡大されたパーツが（実際の小さなパーツの代わりに）測定されるので、１ミリメートルの１／１０００までの非常に正確な測定が可能である。
【０００３】
今日、プロフィールプロジェクタ、ビデオ測定機、視野検査システムなどのような多数の光学機器が、製造されたパーツの寸法および精度を測定して検査するために用いられる
【０００４】
種々のタイプの従来のプロフィールプロジェクタは、従来技術において公知であり、大部分のプロフィールプロジェクタは、面照明の影響下に置かれるときに低い画質を有する。この種のプロジェクタに関係する測定プロセスは非常に遅くて、得られたカラー画像は非常に低い画質である。結果の精度は、オペレータの技術および一貫性に全て依存する。
【０００５】
さらに、既存のシステム（例えばビデオ測定機）において、視野は非常に小さくて、検査の間、パーツまたは構成要素のごく一部が投影されることができるだけである。これらの機械は、重く、嵩ばりそして大きいパーツの寸法および品質を測定または検査することが可能でなくてよい。
【０００６】
それゆえ、従来技術で課題を見て、大きい視野および高品質カラー画像を提供する多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタの必要がある。デバイスは、大きくそして重いパーツの寸法および品質も即座に測定および検査することを許容しなければならない。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明は、従来技術の欠点を解決して、機械のパーツの寸法を測定して品質を検査するための多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタを提供する。多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタは、板金ハウジングによって支持されて、レンズの正面にパーツを合焦するために使われるワークステージを備える。ワークステージは、Ｘ、Ｙ、Ｚ軸に移動するかまたは、パーツを配置するための固定ステージでもよい。本発明に用いるテレセントリックレンズは、ハウジングに正確に適合して整列配置される、より大きい視野を有する固定拡大倍率またはズーム倍率レンズである。高解像度デジタルカメラは、レンズ上に搭載され、カメラからの出力信号は、視界計測アプリケーションソフトウェアを含むコンピュータシステムに供給される。タッチスクリーンまたは通常のモニタでもよいディスプレイが本発明に用いられる。プロジェクタは、パーツの形状を拡大して、パーツの形状をディスプレイスクリーン上に表示する。マシンのパーツは、検査されるパーツをワークステージ上に配置することにより測定される。パーツの非常に正確な拡大画像がスクリーン上に表示される。パーツの拡大画像は、機械により測定される。スクリーン上に表示される機械の特定のパーツの拡大図は、線形測定、半径、角度、曲線などを算出する。
【０００８】
前述の概説および以下の詳細な説明の両方が例示的そして説明的であり、請求される本発明のさらなる説明を提供することを意図することを理解すべきである。
【０００９】
実施形態の前述のおよび他の特徴は、添付図面と関連して読まれるときに、実施形態の以下の詳細な説明からより明らかになる。図において、類似の数字は類似の要素を示す。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、本発明の１つ以上の実施形態による多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタの透視図を例示する。
【図２】図２は、本発明の一実施形態による多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタの直角正面図を例示する。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
ここで、本内容の説明に参照が詳細になされて、その１つ以上の例が図に示される。各例は、内容を説明して限定しないために提供される。本発明が関係する当業者にとって明らかな種々の改変および変更態様は、本発明の精神、範囲および意図の中にあると考えられる。
【００１２】
本発明は、ワークステージを支持する板金ハウジングを備え、ワークステージはＸ、Ｙ、Ｚ軸に移動するかまたは固定されてよい、多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタを提供することによって、現状技術で利用可能な技術モデルの欠点を解決する。テレセントリックレンズは、ハウジング内に正確に適合されて整列配置され、テレセントリックレンズは、大きい視野を有する固定拡大倍率またはズーム倍率レンズである。高解像度デジタルカメラは、レンズに搭載される。カメラからの出力信号は、視界計測アプリケーションソフトウェアを含むコンピュータシステムに供給され、コンピュータシステムは、タッチスクリーンまたは通常のモニタでもよい。ソフトウェアは、パーツを認識する。ＣＮＣ（コンピュータ数値制御ユニット）を追加することによって、ワークステージは、前もってプログラムされたモードで移動するために自動化されることができて、これにより、視野よりも大きいパーツの走査を自動化する。図１に示す水平レンズ軸に加えて、多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタは、垂直レンズ軸によっても利用可能である。
【００１３】
本発明は、大きい視野を有するカラー画像の優れた品質を提供する。レンズの視野よりも大きいサイズのパーツは、それらをカラーイメージに取り付けて、ワークステージを移動してパーツ全体を走査することによって、検査されることもできる。本発明は、同様に、重く、嵩ばりそして大きいパーツを検査するのに適することができる。本発明に関係する測定プロセスは、非常に急速であり、そしてオペレータの技術から独立している。
【００１４】
図１は、本発明の１つ以上の実施形態による多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタの透視図を例示する。本発明は、多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタを提供し、デジタル高速プロフィールプロジェクタは、ワークステージを支持する板金ハウジングを備え、ワークステージ（１０６）はＸ、Ｙ、Ｚ軸に移動する。テレセントリックレンズ（１０２）は、ハウジング内に正確に適合されて整列配置され、テレセントリックレンズ（１０２）は、大きい視野を有する固定拡大倍率またはズーム倍率レンズである。高解像度デジタルカメラ（１０３）は、レンズに搭載される。カメラ（１０３）からの出力信号は、視界計測アプリケーションソフトウェアを含むコンピュータシステム（１０４）に供給され、コンピュータシステムのディスプレイ（１０１）は、タッチスクリーンまたは通常のモニタでもよい。
【００１５】
パーツの画像は、レンズおよびカメラによって取り込まれる。取り込まれた画像は、コンピュータシステムに供給され、コンピュータシステムは、モニタ上に画像を表示して、図面、パーツの公差を作り出し、パス／フェイル報告（Ｐａｓｓ／Ｆａｉｌ  Ｒｅｐｏｒｔ）および統計的プロセス制御（Ｓｔａｔｉｓｔｉｃａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓ  Ｃｏｎｔｒｏｌ（ＳＰＣ））報告を生成するためにデータ処理を実行する。これらの報告は、プロセスのモニタおよび制御を支援して、プロセスがその最大電位で動作することを確実にする。
【００１６】
本発明の好ましい実施形態において、デバイスは、パーツの大きい視野をカバーし、そして、パーツの正確な寸法を測定してパーツの品質を検査するためにパーツの完全な視界を提供する。
【００１７】
本発明の好ましい実施形態において、デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）は、オペレータの顔の正面に直接固定されるモニタを備え、ワークステージ制御は、ユーザの手に直接則している。それゆえ、本発明は、非常に人間工学的設計であり、ユーザに使いやすさおよび快適さを確実にして、高い生産性を達成する。
【００１８】
本発明の好ましい実施形態において、カラー画像は、低い照明条件および高倍率でさえ優れた明快さを提供する。
【００１９】
本発明の好ましい実施形態において、ワークステージ（１０６）は、Ｘ、Ｙ、Ｚ方向に移動し、そして、レンズの視野よりも大きい長尺または大型のパーツの検査を許容する。
【００２０】
本発明の好ましい実施形態において、デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）は、ワンショット（数秒）で視野全体を取り込んで処理することによって、パーツの迅速な検査を提供する。
【００２１】
本発明の好ましい実施形態において、デジタル高速プロフィールプロジェクタ（１００）は、プロセスの完了をオペレータに知らせるために音響活性信号を提供する。
【００２２】
本発明は、プロフィールプロジェクタ、ビデオ測定機、視野検査システム、軸検査システム、ギア検査システムなどの動作のような種々の動作を達成してよい多目的マシンである
【００２３】
図２は、本発明の一実施形態による多目的デジタル高速プロフィールプロジェクタの直角正面図を例示する。本発明は、カラー画像の優れた品質を提供し、大きい視野を可能にする。レンズの視野よりも大きいパーツも、パーツをＸ，Ｙ、Ｚワークステージ上に搭載して、パーツ全体を測定するためにワークステージを移動することによって、検査されることができる。本発明は、同様に、重く、嵩ばりそして大きいパーツを検査するために用いることができる。本発明に関係する測定プロセスは、非常に急速であり、そしてオペレータの技術から独立している。
【００２４】
本発明がその例示的実施形態に関して特に図示および記載されたとはいえ、以下の請求項に記載の本発明の精神および範囲から逸脱することなく種々の形および詳細の変更がなされてよいことは、当業者によってよく理解されている。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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